DE102011006731A1 - Method for producing a plastic for a lining of a measuring tube of a flowmeter - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffs für eine Auskleidung eines Messrohrs eines Durchflussmessgeräts, wobei ein Nanopartikel chemisch an ein Polymer gebunden wird.Method for producing a plastic for a measuring tube lining of a flow measuring device, wherein a nanoparticle is chemically bound to a polymer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffs für eine Auskleidung eines Messrohrs eines Durchflussmessgeräts.The present invention relates to a method for producing a plastic for a lining of a measuring tube of a flowmeter.

Messrohre für Durchflussmessgeräte der Prozessindustrie sind dem Fachmann weithin bekannt.Measuring tubes for flowmeters of the process industry are well known to those skilled in the art.

Mittels In-Live-Messgeräten mit einem magnetisch-induktiven Messaufnehmer lassen sich bekanntlich die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Volumendurchfluss eines elektrisch leitfähigen Fluids messen, das ein Messrohr des Messaufnehmers in einer Strömungsrichtung durchströmt. Hierzu wird im magnetisch-induktiven Messaufnehmer mittels zumeist einander diametral gegenüberliegende Feldspulen einer an eine Erreger-Elektronik des In-Line-Messgeräts elektrisch angeschlossenen Magnetkreisanordnung ein Magnetfeld erzeugt, das das Fluid innerhalb eines vorgegebenen Messvolumens zumindest abschnittsweise senkrecht zur Strömungsrichtung durchsetzt und das sich im wesentlichen außerhalb des Fluids schließt. Das Messrohr besteht daher üblicherweise aus nicht-ferromagnetischem Material, damit das Magnetfeld beim Messen nicht ungünstig beeinflusst wird. Infolge der Bewegung der freien Ladungsträger des Fluids im Magnetfeld wird nach dem magneto-hydrodynamischen Prinzip im Messvolumen ein elektrisches Feld erzeugt, das senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids verläuft. Mittels wenigstens zweier in Richtung des elektrischen Feldes voneinander beabstandet angeordneter Messelektroden und mittels einer an diese angeschlossenen Auswerte-Elektronik des In-Line-Messgeräts ist somit eine im Fluid induzierte elektrische Spannung messbar, die wiederum ein Maß für den Volumendurchfluss ist. Zum Abgreifen der induzierten Spannung können beispielsweise das Fluid berührende, galvanische oder das Fluid nicht berührende, kapazitive Messelektroden dienen. Zum Führen und Einkoppeln des Magnetfeldes in das Messvolumen umfasst die Magnetkreisanordnung üblicherweise von den Feldspulen umhüllte Spulenkerne, die entlang eines Umfanges des Messrohrs insb. diametral, voneinander beabstandet und mit jeweils einer freien endseitigen Stirnfläche, insb. spiegelbildlich, zueinander angeordnet sind. Im Betrieb wird somit das mittels der an die Erreger-Elektronik angeschlossenen Feldspulen erzeugte Magnetfeld über die Spulenkerne so in das Messrohr eingekoppelt, dass es das zwischen beiden Stirnflächen hindurchströmende Fluid wenigstens abschnittsweise senkrecht zur Strömungsrichtung durchsetzt.By means of in-live measuring devices with a magneto-inductive sensor, it is known to measure the flow velocity and / or the volume flow rate of an electrically conductive fluid which flows through a measuring tube of the measuring transducer in a flow direction. For this purpose, a magnetic field is generated in the magnetic-inductive sensor by means of mostly diametrically opposite field coils of a magnetic circuit arrangement electrically connected to an exciter electronics of the in-line measuring device, which passes through the fluid within a predetermined measurement volume at least partially perpendicular to the flow direction and substantially outside the fluid closes. The measuring tube is therefore usually made of non-ferromagnetic material, so that the magnetic field is not adversely affected during measurement. As a result of the movement of the free charge carriers of the fluid in the magnetic field, an electric field is generated according to the magneto-hydrodynamic principle in the measuring volume, which is perpendicular to the magnetic field and perpendicular to the flow direction of the fluid. By means of at least two measuring electrodes arranged spaced apart in the direction of the electric field and by means of an evaluation electronics of the in-line measuring device connected thereto, a voltage induced in the fluid can thus be measured, which in turn is a measure of the volume flow. For tapping the induced voltage, for example, the fluid-contacting, galvanic or the fluid non-contacting, capacitive measuring electrodes can serve. For guiding and coupling the magnetic field into the measurement volume, the magnetic circuit arrangement usually comprises coil cores enveloped by the field coils, which are in particular diametrically spaced from one another along a circumference of the measuring tube and are each arranged with a free end-side end face, in particular a mirror image. During operation, the magnetic field generated by the field coils connected to the excitation electronics is thus coupled via the coil cores into the measuring tube such that it passes through the fluid flowing between the two end faces at least in sections perpendicular to the flow direction.

Als Alternative zu In-Line-Messgeräten mit magnetisch-induktiven Messaufnehmern werden oftmals auch mittels Ultraschall akustisch messende In-Line-Messgeräten zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Volumendurchflüssen strömender Fluide verwendet.As an alternative to in-line measuring devices with magnetic-inductive measuring sensors, acoustically measuring in-line measuring devices are also often used by means of ultrasound for measuring flow velocities and / or volume flow rates of flowing fluids.

Aufgrund der geforderten hohen mechanischen Stabilität für solche Messrohre, bestehen diese – sowohl bei magnetisch-induktiv als auch für akustisch messenden Messaufnehmern – zumeist aus einem äußeren, insb. metallischen, Trägerrohr von vorgebbarer Festigkeit und Weite, das innen mit einem elektrisch nicht leitenden Isoliermaterial von vorgebbarer Dicke, dem sogenannten Liner, beschichtet ist. Beispielsweise sind in der US-B 65 95 069 , der US-A 56 64 315 , der US-A 52 80 727 , der US-A 46 79 442 , der US-A 42 53 340 , der US-A 32 13 685 oder der JP-Y 53-51 181 jeweils magnetisch-induktive Messaufnehmer beschrieben, die ein in eine Rohrleitung fluiddicht einfügbares, ein einlassseitiges erstes Ende und ein auslassseitiges zweites Ende aufweisendes Messrohr mit einem nicht-ferromagnetischen Trägerrohr als eine äußere Umhüllung des Messrohrs, und einem in einem Lumen des Trägerrohrs untergebrachten, aus einem Isoliermaterial bestehenden rohrförmigen Liner zum Führen eines strömenden und vom Trägerrohr isolierten Fluids umfassen.Due to the required high mechanical stability for such measuring tubes, these consist - in magnetic-inductive as well as for acoustically measuring sensors - usually from an outer, esp. Metallic, support tube of specifiable strength and width, the inside with an electrically non-conductive insulating material of predetermined thickness, the so-called liner coated. For example, in the US-B 65 95 069 , of the US Pat. No. 5,664,315 , of the US-A 52 80 727 , of the US-A 46 79 442 , of the US-A 42 53 340 , of the US-A 32 13 685 or the JP-Y 53-51181 in each case magnetic-inductive sensor, which in a pipe fluid-tight insertable, one inlet side first end and a outlet side second end having Meßrohr having a non-ferromagnetic carrier tube as an outer sheath of the measuring tube, and one housed in a lumen of the support tube, from a Insulating material existing tubular liner for guiding a flowing and isolated from the support tube fluid include.

Der üblicherweise aus einem thermoplastischen, duroplastischen oder elastomeren Kunststoff bestehende Liner dient der chemischen Isolierung des Trägerrohrs vom Fluid. Bei magnetisch-induktiven Messaufnehmern, bei denen das Trägerrohr eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, beispielsweise bei Verwendung metallischer Trägerrohre, dient der Liner außerdem als elektrische Isolierung zwischen dem Trägerrohr und dem Fluid, die ein Kurzschließen des elektrischen Feldes über das Trägerrohr verhindert. Durch eine entsprechende Auslegung des Trägerrohrs ist insoweit also eine Anpassung der Festigkeit des Messrohrs an die im jeweiligen Einsatzfall vorliegenden mechanischen Beanspruchungen realisierbar, während mittels des Liners eine Anpassung des Messrohr an die für den jeweiligen Einsatzfall geltenden chemischen und/oder biologischen Anforderungen realisierbar ist.The liner, which usually consists of a thermoplastic, thermosetting or elastomeric plastic, serves to chemically isolate the carrier tube from the fluid. In magnetic-inductive sensors in which the support tube has a high electrical conductivity, for example when using metallic support tubes, the liner also serves as electrical insulation between the support tube and the fluid, which prevents shorting of the electric field via the support tube. By an appropriate design of the support tube so far an adaptation of the strength of the measuring tube to the mechanical stresses present in each case can be realized, while by means of the liner, an adaptation of the measuring tube to the valid for each application chemical and / or biological requirements can be realized.

Wegen seiner guten Verarbeitbarkeit einerseits und seinen guten chemischen und mechanischen Eigenschaften anderseits haben sich neben Hartgummi oder fluorhaltigen Kunststoffen, wie z. B. PTFE, PFA, in besonderem Maße auch Polyurethane als Material für Liner von In-Line-Messgeräten, insb. solchen mit magnetisch-induktivem Messaufnehmer, etabliert. Zudem weisen Liner aus Polyurethan, insb. auch in bakteriologischer Hinsicht, zumeist gute biologische Eigenschaften auf und sind insoweit auch gut für die Anwendung auf wässrige Fluide geeignet.Because of its good processability on the one hand and its good chemical and mechanical properties on the other hand, in addition to hard rubber or fluorine-containing plastics such. As PTFE, PFA, and in particular also polyurethane as a material for liners of in-line measuring devices, esp. Such with magnetic-inductive sensor, established. In addition, liners made of polyurethane, esp. In bacteriological terms, mostly good biological properties and are so far well suited for use on aqueous fluids.

Bei den für die Herstellung von Linern der beschriebenen Art verwendeten Polyurethanen handelt es sich zumeist um Kunststoffe, die auf Basis eines unmittelbar vor der Verarbeitung aus reaktiven Ausgangskomponenten gebildeten, flüssigen Mehrkomponentensystems hergestellt sind, wobei letzteres jeweils nach dem Zusammenmischen auf die zuvor mit Haftvermittler behandelte Innenwand des Trägerrohrs appliziert und dort innerhalb einer vorgebbaren Reaktionszeit zum Liner aushärten gelassen wird. Polyurethane werden bekanntlich nach dem Polyadditionsverfahren aus Di- und Poly-Isocyanaten mit zwei- oder mehrwertigen Alkoholen hergestellt. Als Ausgangskomponenten können dabei beispielsweise Präpolymere, aufgebaut aus aliphatischen und/oder aromatischen Ether-Gruppen sowie Glycol- und Isocyanat-Gruppen dienen, die mit dem zugeführten zwei- oder mehrwertigen Alkohohl reagieren können.The polyurethanes used for the production of liners of the type described are they are mostly plastics which are produced on the basis of a liquid multicomponent system formed from reactive starting components directly before processing, the latter being applied after mixing to the inner wall of the support tube previously treated with adhesion promoter and allowed to cure to the liner within a predeterminable reaction time becomes. Polyurethanes are known to be prepared by the polyaddition of di- and poly-isocyanates with dihydric or polyhydric alcohols. As starting components, for example, prepolymers composed of aliphatic and / or aromatic ether groups and glycol and isocyanate groups can serve, which can react with the supplied di- or polyhydric Alkohohlohl.

Zur Fertigung von aus Polyurethan bestehenden Linern wird oftmals ein sogenanntes Ribbon-flow-Verfahren angewendet, bei dem das zuvor hergestellte flüssige Mehrkomponentensystem mittels eines entsprechenden Gieß- oder Sprühkopf auf der in geeigneter Weise bewegten Innenwand des Trägerrohrs gleichmäßig verteilt wird. Aus der DE-A 10 2004 059 525 ist eine solche Einzugsvorrichtung zum Auskleiden eines Rohrs mit einer Auskleidung bekannt. Die danach für das Aushärten erforderliche Reaktionszeit des Mehrkomponentensystems kann neben der Dosierung der Ausgangskomponenten in erheblichem Maße auch durch eine geeignete Führung der Verarbeitungstemperatur eingestellt werden. Allerdings lassen sich kurze Reaktionszeiten von weniger als einer Minute, wie sie für eine kostengünstige Herstellung des Liners auf einer etwa bei Raumtemperatur hegenden Verarbeitungstemperatur erforderlich sind, üblicherweise lediglich durch Beigabe eines geeigneten zumeist schwermetall- und/oder aminhaltigen Katalysators zum Mehrkomponentensystem erzielen. Als Katalysatoren kommen dabei im besonderen tertiäre Amine und/oder Quecksilber zum Einsatz. In Anbetracht dessen, dass der Katalysator selbst im wesentlichen unverändert im fertigen Polyurethan verbleibt, weist letzteres insoweit zwangsläufig auch toxische, zumindest aber physiologisch nicht völlig unbedenkliche Verbindungen auf. Zahlreiche Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass besonders der Katalysator zumindest bei Anwesenheit von Wasser in erheblichem Maße aus dem Liner herausgelöst werden kann. Insoweit sind die derzeit in In-Line-Messgeräten verwendeten Polyurethane nur bedingt für Anwendungen mit hohen hygienischen Anforderungen, wie z. B. für Messungen im Trinkwasserbereich, geeignet, da die im Trinkwasserbereich für fluidberührende Bauteile gestellten hohen Anforderungen hinsichtlich der chemischen Beständigkeit sowie der physiologischen Verträglichkeit nicht mehr ohne weiteres erfüllt werden können. Besonderes Augenmerk wird im Trinkwasserbereich u. a. auf die Einhaltung der maximal tolerierbaren Migrationsrate (Mmax, TOC) hinsichtlich eines gesamtorganischen Kohlenstoffgehaltes (TOC) und/oder der für toxikologisch kritische Substanzen definierten spezifischen Migrationsgrenzwerte (SML) gelegt. Gleichermaßen streng sind die Anforderungen hinsichtlich der Wirkung des Liners auf die äußere Beschaffenheit von Trinkwasser, insb. hinsichtlich der Geschmacks-, Färbungs-Trübungs- und/oder Geruchsneutralität des Liners bei Anwesenheit von Wasser, sowie hinsichtlich der maximal tolerierbarer Chlorzehrungsraten (Mmax, Cl).For the production of liners consisting of polyurethane, a so-called ribbon-flow process is often used, in which the previously prepared liquid multicomponent system is uniformly distributed by means of a corresponding casting or spraying head on the appropriately moved inner wall of the support tube. From the DE-A 10 2004 059 525 Such a collection device for lining a pipe with a lining is known. The reaction time of the multicomponent system required thereafter for hardening can be adjusted to a considerable extent in addition to the metering of the starting components by a suitable guidance of the processing temperature. However, short reaction times of less than one minute, as required for a cost-effective production of the liner at a processing temperature which is approximately at room temperature, can usually only be achieved by adding a suitable mostly heavy metal and / or amine-containing catalyst to the multicomponent system. Tertiary amines and / or mercury are used in particular as catalysts. In view of the fact that the catalyst itself remains essentially unchanged in the finished polyurethane, the latter inevitably also has toxic, but at least physiologically not completely harmless compounds. Numerous studies have also shown that especially the catalyst can be dissolved out of the liner to a considerable extent, at least in the presence of water. In that regard, the polyurethanes currently used in in-line measuring instruments are only conditionally for applications with high hygienic requirements, such. As for measurements in the drinking water sector, suitable because the high requirements in terms of chemical resistance and physiological compatibility in the drinking water area for fluid-contacting components can not be readily met. In the field of drinking water, particular attention is paid to compliance with the maximum tolerable migration rate (Mmax, TOC) with regard to a total organic carbon content (TOC) and / or the specific migration limit values (SML) defined for toxicologically critical substances. Equally strict are the requirements with regard to the effect of the liner on the external nature of drinking water, in particular with regard to the taste, color turbidity and / or odor neutrality of the liner in the presence of water, and with regard to the maximum tolerable chlorine consumption rates (Mmax, Cl). ,

Die WO 2006/067077 offenbart nun ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung eines In-Line-Durchflussmessgeräts.The WO 2006/067077 now discloses another method of making a liner of an in-line flowmeter.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Ein Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung für ein Messrohr für ein Durchflussmessgerät vorzuschlagen, in welchem die Eigenschaften der Auskleidung festgelegt werden.The object of the invention is to propose a method for producing a lining for a measuring tube for a flow meter, in which the properties of the lining are determined.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 11. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Ansprüche wieder.The object is achieved by the subject matter of independent claims 1 and 11. Further developments and refinements of the invention can be found in the features of the respective dependent claims.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz näher erläutert werden.The invention allows numerous embodiments. Some of them will be briefly explained here.

Erfindungsgemäß wird ein Nanopartikel chemisch an ein Polymer gebunden. Dazu kann das Nanopartikel auch an ein Monomer oder ein Oligomer des späteren Polymers gebunden werden. Erfindungsgemäße Polymere mit chemisch daran gebundenen Nanopartikeln bilden den Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Kunststoffs.According to the invention, a nanoparticle is chemically bound to a polymer. For this purpose, the nanoparticle can also be bound to a monomer or an oligomer of the later polymer. Inventive polymers with chemically bound nanoparticles form the main component of the plastic according to the invention.

Ist ein Nanopartikel an ein Polymer chemisch gebunden, ist es mit zumindest einem Grundbaustein des Polymers chemisch verbunden. Praktisch werden mehrere Nanopartikel chemisch an ein oder mehrere Polymere gebunden.If a nanoparticle is chemically bound to a polymer, it is chemically linked to at least one basic building block of the polymer. Practically, several nanoparticles are chemically bound to one or more polymers.

Nanopartikel oder Nanoteilchen bezeichnen einen Verbund von wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen, mit einer Größe, die typischerweise bei 1 bis 100 Nanometern liegt.Nanoparticles or nanoparticles denote a composite of a few to a few thousand atoms or molecules, typically between 1 and 100 nanometers in size.

Nanopartikel weisen relativ zu ihrem Volumen und relativ zu ihrem Gewicht eine große Oberfläche auf. So weisen z. B. Russpartikel Oberflächen von 10–1000 m2/g auf, oder Edelmetallpartikel 250–300 m2/g. Vorgegebene Nanopartikel mit vorgegebenen Eigenschaften gehen chemische Bindungen mit vorgegebenen Polymeren ein. Es entstehen feste chemische Verbindungen bzw. zumindest eine feste chemische Verbindung zwischen Polymer und Nanopartikel. Wechselwirkungen, wie Van-der-Waals-Wechselwirkungen, Dipol-Wechselwirkungen oder Wasserstoffbrückenbindungen werden im Sinne der Erfindung nicht zu den chemischen Verbindungen gezählt, da es sich hierbei um schwache Anziehungskräfte zwischen einzelnen Molekülen handelt.Nanoparticles have a large surface area relative to their volume and relative to their weight. So z. B. soot particles surfaces of 10-1000 m 2 / g, or precious metal particles 250-300 m 2 / g. Predetermined nanoparticles with given properties enter into chemical bonds with given polymers. This results in solid chemical compounds or at least one solid chemical compound between polymer and nanoparticles. Interactions, such as van der- Waals interactions, dipole interactions or hydrogen bonds are not counted among the chemical compounds in the context of the invention, since these are weak attractive forces between individual molecules.

Monomere werden in Polyreaktionen, insbesondere Polymerisation, Polykondensation, Polyaddition oder Metathese-Reaktionen, zu Polymeren verknüpft.Monomers are linked to polymers in polyreactions, in particular polymerization, polycondensation, polyaddition or metathesis reactions.

Die verwendeten Nanopartikel sind geeignet, chemische Verbindungen mit den Polymeren während und/oder nach, oder den Monomeren vor und/oder während den Polyreaktionen zu bilden, z. B. weisen sie eine oder mehrere funktionelle, reaktive Endgruppen auf. Erfindungsgemäß wird zumindest ein Nanopartikel an ein Polymer chemisch fest gebunden. Die chemische Verbindung kann jedoch auch zwischen einem Nanopartikel und einem Monomer hergestellt werden, wobei sich dieses Monomer anschließend mit weiteren Monomeren zu einem Polymer verbindet. Erfindungsgemäß wird somit zumindest ein Nanopartikel an einen Grundbaustein eines Polymers chemisch fest gebunden.The nanoparticles used are capable of forming chemical compounds with the polymers during and / or after, or the monomers before and / or during the polyreactions, e.g. For example, they have one or more functional reactive end groups. According to the invention, at least one nanoparticle is chemically bound to a polymer. However, the chemical compound can also be prepared between a nanoparticle and a monomer, which monomer then combines with other monomers to form a polymer. According to the invention, at least one nanoparticle is thus chemically bound to a basic building block of a polymer.

Werden Monomere derselben physikalisch/chemischen Eigenschaften zu Polymeren verknüpft, heißen diese Polymere Uni- oder Homopolymere. Polymere aus verschiedenen Arten von Monomeren heißen Copolymere. Die erfindungsgemäß verwendeten Nanopartikel weisen vorgegebene physikalisch/chemischen Eigenschaften auf. Dabei können erfindungsgemäß Nanopartikel derselben physikalisch/chemischen Eigenschaften mit Monomeren oder Polymeren chemisch verbunden werden, wobei die Monomere dieselben physikalisch/chemischen Eigenschaften aufweisen und es sich um Homopolymere handelt, oder wobei zumindest zwei Monomere unterschiedlicher physikalisch/chemischer Eigenschaften sich zu einem Copolymer verbinden. Oder es werden Nanopartikel verschiedener Arten, also mit unterschiedlichen physikalisch/chemischen Eigenschaften, mit Monomeren, mit wiederum denselben oder verschiedenen physikalisch/chemischen Eigenschaften, oder Polymeren, also entsprechend Homo- oder Copolymeren, chemisch verbunden.If monomers of the same physical / chemical properties are combined to form polymers, these polymers are called unicopolymers or homopolymers. Polymers of various types of monomers are called copolymers. The nanoparticles used according to the invention have predetermined physical / chemical properties. According to the invention, nanoparticles of the same physical / chemical properties can be chemically combined with monomers or polymers, wherein the monomers have the same physical / chemical properties and are homopolymers, or wherein at least two monomers of different physical / chemical properties combine to form a copolymer. Or, nanoparticles of different types, that is, with different physical / chemical properties, with monomers, in turn, with the same or different physical / chemical properties, or polymers, ie according to homo- or copolymers, chemically bonded.

Die vorgegebenen Eigenschaften der Nanopartikel verleihen dem erfindungsgemäßen Kunststoff vorgegebene Eigenschaften. So kann der Kunststoff beispielsweise hydrophobiert werden, wobei nicht nur seine Oberfläche durch Beschichtung mit einem hydrophoben Material hydrophobiert wird, sondern durch die Einbindung der Nanopartikel in die Polymere während der Polyreaktion, der gesamte Kunststoff hydrophobiert wird, da die Nanopartikel chemisch in die Struktur des Kunststoffs eingebunden werden. So bleibt dieser Kunststoff hydrophob auch wenn sich seine Oberfläche über Lebensdauer durch Abrasion oder durch Berührung mit aggressiven Medien verändert. Die Nanopartikel sind durch die chemische Bindung nicht ohne weiteres aus dem Kunststoff herauslösbar, auch eine Wanderung im Kunststoff ist somit unterbunden. Der Kunststoff kann erfindungsgemäß homogene Eigenschaften aufweisen. Der Polymeranteil des erfindungsgemäßen Kunststoffs kann auch als Matrix bezeichnet werden, in welche Matrix die Nanopartikel eingebunden werden.The given properties of the nanoparticles impart predetermined properties to the plastic according to the invention. For example, the plastic can be rendered hydrophobic, whereby not only its surface is rendered hydrophobic by coating with a hydrophobic material, but by incorporating the nanoparticles into the polymers during the polyreaction, the entire plastic is rendered hydrophobic, since the nanoparticles chemically enter the structure of the plastic be involved. So this plastic remains hydrophobic even if its surface changes over its lifetime by abrasion or by contact with aggressive media. The nanoparticles are not easily leached out of the plastic by the chemical bond, even a migration in the plastic is thus prevented. The plastic may according to the invention have homogeneous properties. The polymer fraction of the plastic according to the invention can also be referred to as a matrix into which matrix the nanoparticles are incorporated.

Nanopartikel können dabei sowohl organisch als auch anorganisch sein. Im Polymer werden sie im erfindungsgemäßen Zusammenhang ebenfalls als Grundbaustein des Polymers bezeichnet. Sie können am Ende eines Polymers gebunden sein oder in der Kette der Grundbausteine des Polymers gebunden sein.Nanoparticles can be both organic and inorganic. In the polymer they are also referred to in the context of the invention as a basic building block of the polymer. They may be attached at the end of a polymer or bound in the chain of the basic building blocks of the polymer.

Bekannt sind kunststoffhaltige Polymere, die Metall-Atome enthalten, d. h. die Metall-Atome sind Bestandteil der Polymer-Hauptkette und halten das Polymer-Rückgrat über kovalente oder koordinative Bindungen zusammen oder aber sie sind seitenständig an das Polymer unmittelbar oder über Abstandshalter angeheftet. Diese Polymere werden Hybridpolymere genannt. Auch ein erfindungsgemäßer Kunststoff könnte als organisches bzw. anorganisches Hybridpolymer bezeichnet werden.Are known plastic-containing polymers containing metal atoms, d. H. the metal atoms are part of the polymer backbone and hold the polymer backbone together through covalent or coordinative bonds or they are pendant to the polymer directly or via spacers. These polymers are called hybrid polymers. A plastic according to the invention could also be referred to as an organic or inorganic hybrid polymer.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das oder werden die Nanopartikel durch eine radikalische Reaktion, wie z. B. eine Oligo- oder Polymerisationsreaktion, durch eine Kondensations-, durch eine Additions- oder durch eine Metathese-Reaktion an das oder die Polymere chemisch gebunden.According to one embodiment of the invention, the or the nanoparticles by a radical reaction such. As an oligo- or polymerization reaction, chemically bound by a condensation, by an addition or by a metathesis reaction of the polymer or polymers.

Die Polyinsertion, auch koordinative Polymerisation genannt, ist dabei eine spezielle Form der Polymerisation. Die Polymerisation kann beispielsweise radikalisch, elektrophil, nucleophil oder eben durch Polyinsertion erfolgen. Die Nanopartikel werden somit durch dieselbe chemische Reaktion an Grundbausteine des Polymers bzw. der Polymere chemisch angebunden, wie weitere Grundbausteine.The poly-insertion, also called coordinative polymerization, is a special form of polymerization. The polymerization can be carried out, for example, free-radical, electrophilic, nucleophilic or just by poly-insertion. The nanoparticles are thus chemically bound by the same chemical reaction to basic building blocks of the polymer or polymers as other basic building blocks.

In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weisen das oder die Nanopartikel eine oder mehrere vorgegebene Endgruppen auf, welche geeignet sind, eine chemische Verbindung mit dem Polymer oder den Polymeren zu bilden.In a further development of the invention, the one or more nanoparticles have one or more predetermined end groups which are suitable for forming a chemical compound with the polymer or the polymers.

Die Nanopartikel werden entsprechend ausgewählt oder endgruppenmodifiziert. Selbstverständlich sind diese Nanopartikel dann auch geeignet, mit einem oder mehreren Monomeren, welche zum Polymer verknüpft werden, eine oder mehrere feste chemische Verbindungen zu bilden. Insbesondere weisen die Nanopartikel dieselben Endgruppen auf, wie die Monomere, welche zu den Polymeren verknüpft werden. Werden verschiedenartige Monomere zu Copolymeren verknüpft, weisen die Nanopartikel zumindest dieselbe Endgruppe auf, wie eines der Monomere des Copolymers.The nanoparticles are selected accordingly or end-group-modified. Of course, these nanoparticles are then also suitable for forming one or more solid chemical compounds with one or more monomers which are linked to the polymer. In particular, the nanoparticles have the same end groups as the monomers which are the polymers be linked. When various monomers are combined to form copolymers, the nanoparticles have at least the same end group as one of the monomers of the copolymer.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung werden Monomere mit vorgegebenen, z. B. auch reaktiven, Endgruppen mit einem oder mehreren Nanopartikeln mit einer oder mehreren vorgegebenen, z. B. auch reaktiven, Endgruppen zu Polymeren verknüpft werden.According to a further development of the invention, monomers with predetermined, z. As well as reactive, end groups with one or more nanoparticles with one or more predetermined, z. B. also reactive, end groups are linked to polymers.

Dem Fachmann ist bekannt, dass reaktive Endgruppen nicht notwendig sind bei Polymerisationsreaktionen, hingegen schon bei Polykondensations- oder Polyadditionsreaktionen.It is known to the person skilled in the art that reactive end groups are not necessary in the case of polymerization reactions, however, even in the case of polycondensation or polyaddition reactions.

Mit endgruppenmodifiziert ist gemeint, dass Nanopartikel der vorliegenden Erfindung eine reaktive Gruppe aufweisen. Sind auch die Polymere endgruppenmodifiziert, weisen auch sie eine reaktive Gruppe an dem α- oder ω-Ende des Polymers auf. Mit reaktiv ist gemeint, dass die Endgruppe eine ist, die zur radikalischen Additionspolmyerisation, -copolymerisation, -oligomerisation oder -dimerisierung fähig ist.By end-group modified, it is meant that nanoparticles of the present invention have a reactive group. If the polymers are end-group-modified, they also have a reactive group at the α or ω end of the polymer. By reactive, it is meant that the end group is one capable of free radical addition polymerization, copolymerization, oligomerization or dimerization.

Die vorgegebene Endgruppe oder die vorgegebenen Endgruppen der Nanopartikel sind geeignet, mit der oder den funktionellen Gruppen, insbesondere der Endgruppen, der Polymere zu reagieren und eine chemisch feste Verbindung zu bilden. Nanopartikel werden somit mit den Polymeren durch chemische Reaktion mit einem oder mehreren Monomeren oder Polymeren, entweder zwischen zwei oder mehreren Monomeren oder Polymeren, oder ans Ende eines Monomers oder Polymers chemisch fest verbunden.The given end group or the predetermined end groups of the nanoparticles are suitable for reacting with the one or more functional groups, in particular the end groups, of the polymers and forming a chemically solid compound. Nanoparticles are thus chemically bonded to the polymers by chemical reaction with one or more monomers or polymers, either between two or more monomers or polymers, or at the end of a monomer or polymer.

Bei den Polymeren handelt es sich beispielsweise um PUR, PFA oder PTFE.The polymers are, for example, PUR, PFA or PTFE.

Handelt es sich bei den Polymeren beispielsweise um Polyurethane, dann weisen die Nanopartikel entsprechend modifizierte Endgruppen auf, um an Isocyanatgruppen chemisch anzubinden, beispielsweise zumindest eine Hydroxy- oder Isocyanatgruppe, eine primäre oder sekundäre Aminogruppe, eine Allophanatgruppe, eine Epoxidgruppe oder eine Carbamat- oder Carbamat-analoge Stoffgruppe mit.For example, when the polymers are polyurethanes, the nanoparticles have correspondingly modified end groups to chemically attach to isocyanate groups, for example at least one hydroxy or isocyanate group, a primary or secondary amino group, an allophanate group, an epoxide group or a carbamate or carbamate -analogous substance group with.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem oder den Nanopartikeln um endgruppenmodifizierte pyrogene Kieselsäuren.According to a further development of the method according to the invention, the nanoparticle or particles are end-group-modified pyrogenic silicas.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung stammen die Nanopartikel aus der Stoffgruppe chemischer Verbindungen der Silane, insbesondere der Sauerstoffsäuren des Siliciums, den Kieselsäuren. Alternativ dazu stammen die Nanopartikel beispielsweise aus den chemischen Gruppen der Alkane. Endgruppenmodifizierte pyrogene Kieselsäuren werden beispielsweise verwendet, um einen hydrophoben Kunststoff und damit eine hydrophobe Auskleidung zu erhalten. Die Verwendeten Nanopartikel weisen beispielsweise die chemische Funktionalität Amino, Diamino, Ureido, Alk-Oxy oder Mercapto auf, d. h. sie weisen dann zumindest eine Aminogruppe, Ureidogruppe, Alk-Oxygruppe oder Mercaptogruppe als Endgruppe auf.According to a development of the invention, the nanoparticles originate from the substance group of chemical compounds of the silanes, in particular the oxygen acids of silicon, the silicic acids. Alternatively, the nanoparticles are derived, for example, from the chemical groups of the alkanes. End-group modified pyrogenic silicas are used, for example, to obtain a hydrophobic plastic and thus a hydrophobic lining. The nanoparticles used have, for example, the chemical functionality amino, diamino, ureido, alkoxy or mercapto, ie. H. they then have at least one amino group, ureido group, alkoxy group or mercapto group as end group.

In einer Weiterbildung werden Nanopartikel in einer so vorgegebenen Konzentration zu den Ausgangsstoffen zugegeben, so dass sie in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 2 Gew.-%, im Kunststoff vorliegen.In one development, nanoparticles are added in such a predetermined concentration to the starting materials, so that they are present in a concentration of 0.1 to 5 wt .-%, in particular 1 to 2 wt .-%, in the plastic.

Zu den Ausgangsstoffen oder auch Edukten des Verfahrens können neben den Monomeren oder gegebenenfalls Präpolymeren zusätzliche Stoffe zählen, wie z. B. Lösungsmittel und/oder Katalysatoren, die unter Umständen nicht Teil des erfindungsgemäßen Kunststoffs sind und nur zu Reaktionszwecken vorliegen.To the starting materials or starting materials of the process, in addition to the monomers or optionally prepolymers include additional substances such. As solvents and / or catalysts which may not be part of the plastic according to the invention and are only available for reaction purposes.

Zunächst wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet. Dieses weist zumindest ein Präpolymer oder zumindest zwei Monomere, einen, insbesondere zweiwertigen, Alkohol und einen Katalysator auf. Des Weiteren weist es Nanopartikel in einer vorgegebenen Menge auf. Diese können dabei bereits vor der Bildung des Mehrkomponentensystems den Monomeren oder dem Präpolymer, dem Alkohol, dem Katalysator separat zugegeben worden sein oder sie werden dem Mehrkomponentensystem beigemischt, welches anschließend den Kunststoff aus dem mit dem Nanopartikel chemisch verbundenen Polymer durch chemische Reaktion bildet und als solcher aushärtet Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Polyurethan auf Basis eines Mehrkomponentensystems hergestellt, das mittels eines Präpolymers, mittels eines, insbesondere zweiwertigen, Alkohols sowie mittels des Katalysators gebildet ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das verwendete Präpolymer, insbesondere aliphatische, Ether-Gruppen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das verwendete Präpolymer aromatische Verbindungen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält der für die Herstellung des Polyurethans verwendete Katalysator keine Amine, so dass auch die Auskleidung selbst frei von Aminen ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält der für die Herstellung des Polyurethans verwendete Katalysator keine Schwermetalle, so dass auch die Auskleidung selbst frei von Schwermetallen ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält der für die Herstellung des Polyurethans verwendete Katalysator Zinn und weist der Liner atomisch gebundenes Zinn auf.First, according to a development of the invention, a liquid multicomponent system is formed. This comprises at least one prepolymer or at least two monomers, one, especially dihydric, alcohol and a catalyst. Furthermore, it has nanoparticles in a given amount. These may have been added separately to the monomers or the prepolymer, the alcohol, the catalyst before the formation of the multicomponent system, or they may be added to the multicomponent system, which subsequently forms the plastic from the polymer chemically bonded to the nanoparticle by chemical reaction and as such cures According to one embodiment of the invention, the polyurethane is prepared on the basis of a multi-component system which is formed by means of a prepolymer, by means of one, in particular dihydric, alcohol and by means of the catalyst. According to a further embodiment of the invention, the prepolymer used, in particular aliphatic, ether groups. According to a further embodiment of the invention, the prepolymer used comprises aromatic compounds. According to a further embodiment of the invention, the catalyst used for the preparation of the polyurethane contains no amines, so that the lining itself is free of amines. According to a further embodiment of the invention, the catalyst used for the preparation of the polyurethane contains no heavy metals, so that the lining itself is free of heavy metals. According to a further embodiment of the invention contains for the production of the Polyurethane used catalyst tin and the liner atomically bound tin on.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung weist der verwendete Katalysator zinn-organo Verbindungen, wie z. B. Di-n-octylzinn-Verbindungen, auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung handelt es sich bei dem Katalysator um ein Di-n-octylzinndilaurat und/oder ein Di-n-octylzinndimalinat. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung weist das Präpolymer, insbesondere aliphatische und/oder aromatische, Ether-Gruppen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung weist das Präpolymer aromatische oder aliphatische Isocyanat-Gruppen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung weist das Präpolymer mindestens zwei reaktive NCO-Gruppen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung weist der Alkohol mindestens zwei funktionelle OH-Gruppen auf. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung handelt es sich bei dem Alkohol um ein Diol, insbesondere ein Butandiol. Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung wird dieses bei einer Verarbeitungstemperatur von weniger als 100°C, insb. bei etwa 25°C, durchgeführt.According to a further embodiment of the method of the invention, the catalyst used tin-organo compounds, such as. As di-n-octyltin compounds on. In a further embodiment of the process of the invention, the catalyst is a di-n-octyltin dilaurate and / or a di-n-octyltin dimalinate. According to a further embodiment of the method of the invention, the prepolymer, in particular aliphatic and / or aromatic, ether groups. According to a further embodiment of the method of the invention, the prepolymer has aromatic or aliphatic isocyanate groups. According to a further embodiment of the method of the invention, the prepolymer has at least two reactive NCO groups. According to a further embodiment of the method of the invention, the alcohol has at least two functional OH groups. According to a further embodiment of the process of the invention, the alcohol is a diol, in particular a butanediol. According to a further embodiment of the method of the invention, this is carried out at a processing temperature of less than 100 ° C, esp. At about 25 ° C.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet aus einem Isocyanat, einem Alkohol und einer nanoskaligen Kieselsäure mit einer Isocyanatendgruppe.In one embodiment of the method according to the invention, a liquid multicomponent system is formed from an isocyanate, an alcohol and a nanoscale silica with an isocyanate end group.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung für ein Messrohr eines Durchflussmessgeräts wird ein erfindungsgemäßer Kunststoff für die Auskleidung verwendet, wobei in einem ersten Verfahrenschritt ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet wird, aus zumindest einem Präpolymer oder aus mehreren Monomeren, und einem Nanopartikel, wobei in einem weiteren Verfahrensschritt das flüssige Mehrkomponentensystem auf eine Innenwand eines, insbesondere metallischen, Trägerrohrs, insbesondere gemäß dem bekannten Ribbon-Flow Verfahren, aufgebracht und aushärten gelassen wird.According to the inventive method for producing a lining for a measuring tube of a flow meter, a plastic according to the invention is used for the lining, wherein in a first process step, a liquid multicomponent system is formed from at least one prepolymer or from several monomers, and a nanoparticle, wherein in another Process step, the liquid multi-component system is applied to an inner wall of a, in particular metallic, support tube, in particular according to the known ribbon flow method, applied and allowed to cure.

Der erfindungsgemäße Kunststoff ist durch das erfindungsgemäße Herstallungsverfahren erhältlich. Er umfasst somit ein Polymer mit einem chemisch verbunden Nanopartikel.The plastic according to the invention is obtainable by the method according to the invention. It thus comprises a polymer with a chemically combined nanoparticle.

Eine erfindungsgemäße Auskleidung für ein Messrohr eines Durchflussmessgeräts ist durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbar. Beispielsweise handelt es sich um eine Auskleidung aus einem Polymer, in welchem endgruppenmodifizierte Nanopartikel chemisch gebunden sind.A lining according to the invention for a measuring tube of a flowmeter can be produced by the method according to the invention. For example, it is a lining of a polymer in which end-group-modified nanoparticles are chemically bound.

Ein erfindungsgemäßes Messrohr für ein Durchflussmessgerät weist ein, insbesondere metallisches, Trägerrohr und eine das Trägerrohr auskleidende Auskleidung nach dem vorhergehenden Anspruch auf.An inventive measuring tube for a flow meter has a, in particular metallic, support tube and a liner lining the lining according to the preceding claim.

Ein erfindungemäßes Durchflussmessgerät, insbesondere In-Line-Durchflussmessgerät, weist ein erfindungemäßes Messrohr mit einer erfindungemäßen Auskleidung auf. Es kann beispielsweise als ein Ultraschall- oder als ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ausgestaltet sein.An inventive flow meter, in particular in-line flow meter, has a measuring tube according to the invention with a lining according to the invention. It can be configured, for example, as an ultrasonic or as a magnetic-inductive flowmeter.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung umfasst ein Messaufnehmer eine am Messrohr angeordnete Magnetkreisanordnung zum Erzeugen und Führen eines magnetischen Feldes, das im strömenden Fluid ein elektrisches Feld induziert, und Messelektroden zum Abgreifen einer im strömenden Fluid induzierten elektrischen Spannung.According to a development of the invention, a sensor comprises a magnetic circuit arranged on the measuring tube for generating and guiding a magnetic field, which induces an electric field in the flowing fluid, and measuring electrodes for picking up an electrical voltage induced in the flowing fluid.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6595069 B [0005] US 6595069 B [0005]
  • US 5664315 A [0005] US 5664315 A [0005]
  • US 5280727 A [0005] US 5280727A [0005]
  • US 4679442 A [0005] US 4679442 A [0005]
  • US 4253340 A [0005] US 4253340A [0005]
  • US 3213685 A [0005] US 3213685 A [0005]
  • JP 53-51181 Y [0005] JP 53-51181 Y [0005]
  • DE 102004059525 A [0009] DE 102004059525 A [0009]
  • WO 2006/067077 [0010] WO 2006/067077 [0010]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffs für eine Auskleidung eines Messrohrs eines Durchflussmessgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass Nanopartikel chemisch an Monomere, Oligomere oder Polymere als Bestandteile des Kunststoffs gebunden werden.Method for producing a plastic for a lining of a measuring tube of a flowmeter, characterized in that nanoparticles are chemically bonded to monomers, oligomers or polymers as constituents of the plastic. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel durch radikalische Reaktionen, Kondensations-, Additions- oder Metathese-Reaktionen an die Monomere, Oligomere oder Polymere chemisch gebunden werden.A method according to claim 1, characterized in that the nanoparticles are chemically bonded by free-radical reactions, condensation, addition or metathesis reactions to the monomers, oligomers or polymers. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel jeweils eine oder mehrere Endgruppen aufweisen, welche geeignet sind, eine chemische Verbindung mit dem Monomer, Oligomer oder Polymer zu bilden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the nanoparticles each have one or more end groups which are suitable to form a chemical compound with the monomer, oligomer or polymer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Monomere mit vorgegebenen Endgruppen mit Nanopartikeln mit vorgegebenen Endgruppen zu Polymeren verknüpft werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that monomers with predetermined end groups are linked with nanoparticles with predetermined end groups to form polymers. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Polymeren um PUR, PFA oder PTFE handelt.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is the polymers to PUR, PFA or PTFE. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Nanopartikeln um endgruppenmodifizierte pyrogene Kieselsäuren handelt.Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the nanoparticles are end-group-modified pyrogenic silicic acids. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel in einer vorgegebenen Konzentration zu den Ausgangsstoffen zugegeben werden, so dass sie in einer Konzentration von 0,1 bis 5 Gew.-% im Kunststoff vorliegen.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the nanoparticles are added in a predetermined concentration to the starting materials, so that they are present in a concentration of 0.1 to 5 wt .-% in the plastic. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet wird, welches Monomere oder Präpolymere, einen Alkohol, einen Katalysator und die Nanopartikel aufweist, wobei die Monomere oder die Präpolymere mit den Nanopartikeln unter Bildung einer chemisch festen Verbindung reagieren, und wobei das Mehrkomponentensystem aushärtet.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a liquid multicomponent system is formed which comprises monomers or prepolymers, an alcohol, a catalyst and the nanoparticles, wherein the monomers or the prepolymers react with the nanoparticles to form a chemically solid compound , and wherein the multi-component system hardens. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet wird aus einem Isocyanat, einem Alkohol und einer nanoskaligen Kieselsäure mit einer Isocyanatendgruppe oder einer Alkoholendgruppe.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a liquid multi-component system is formed from an isocyanate, an alcohol and a nanoscale silica having an isocyanate end group or an alcohol end group. Verfahren zur Herstellung einer Auskleidung für ein Messrohr eines Durchflussmessgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Auskleidung verwendet wird, wobei in einem ersten Verfahrenschritt ein flüssiges Mehrkomponentensystem gebildet wird, aus zumindest einem Präpolymer oder aus mehreren Monomeren, und einem Nanopartikel, wobei in einem weiteren Verfahrensschritt das flüssige Mehrkomponentensystem auf eine Innenwand eines Trägerrohrs aufgebracht und ausgehärtet wird.Method for producing a lining for a measuring tube of a flowmeter, characterized in that a plastic according to one of claims 1 to 9 is used for the lining, wherein in a first method step a liquid multicomponent system is formed, from at least one prepolymer or from several monomers, and a nanoparticle, wherein in a further method step, the liquid multicomponent system is applied to an inner wall of a support tube and cured. Kunststoff für eine Auskleidung eines Messrohrs eines Durchflussmessgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass er durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 herstellbar ist.Plastic for a lining of a measuring tube of a flowmeter, characterized in that it can be produced by the method according to one of claims 1 to 9. Auskleidung für ein Messrohr eines Durchflussmessgeräts, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch das Verfahren nach Anspruch 10 erhältlich ist.Lining for a measuring tube of a flowmeter, characterized in that it is obtainable by the method according to claim 10. Messrohr für ein Durchflussmessgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Trägerrohr und eine das Trägerrohr auskleidende Auskleidung nach dem vorhergehenden Anspruch aufweist.Measuring tube for a flow meter, characterized in that it comprises a support tube and a liner lining the liner according to the preceding claim. Durchflussmessgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Messrohr mit einer Auskleidung nach dem vorhergehenden Anspruch aufweist.Flowmeter, characterized in that it comprises a measuring tube with a lining according to the preceding claim. Durchflussmessgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ist.Flowmeter according to the preceding claim, characterized in that a magnetic-inductive flowmeter is.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3213685A (en) 1962-01-23 1965-10-26 Fischer & Porter Co Magnetic flowmeter
JPS5351181Y2 (en) 1973-02-16 1978-12-07
US4253340A (en) 1979-09-12 1981-03-03 Fischer & Porter Co. Unitary electromagnetic flowmeter
US4679442A (en) 1984-12-26 1987-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Electromagnetic flow meter
US5280727A (en) 1987-09-11 1994-01-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Electromagnetic flow measuring tube and method of making same
US5664315A (en) 1995-09-22 1997-09-09 Endress + Hauser Flowtec Ag Process for manufacturing a measuring tube of an electromagnetic flow sensor
US5853809A (en) * 1996-09-30 1998-12-29 Basf Corporation Scratch resistant clearcoats containing suface reactive microparticles and method therefore
US6595069B2 (en) 1999-03-26 2003-07-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Electromagnetic flow sensor including insulating material and embedded reinforcing body
US6599631B2 (en) * 2001-01-26 2003-07-29 Nanogram Corporation Polymer-inorganic particle composites
DE102004059525A1 (en) 2004-12-09 2006-06-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Drawing-in device for pipe lining has cone to fit in pipelining, holder to mount on it, traction rod and connecting member
WO2006067077A2 (en) 2004-12-21 2006-06-29 Endress + Hauser Flowtec Ag In-line measuring device with a measuring tube and method for production thereof
DE102006062146A1 (en) * 2005-12-26 2008-04-03 Industrial Technology Research Institute Organic / inorganic composite and a fire resistant board using it

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846528A1 (en) * 1998-10-09 2000-04-13 Basf Ag Polyisocyanate polyaddition products containing covalently bound dyes and stabilizers
ATE477289T1 (en) * 2004-03-16 2010-08-15 Albany Int Corp POLYURETHANE COATED BELTS WITH NANOFILLERS
JP5228486B2 (en) * 2005-06-24 2013-07-03 ダイキン工業株式会社 Polymer composite material
DE102006026311A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Endress + Hauser Flowtec Ag In-line measuring device with a measuring tube lined with polyurethane inside and method for its production
DE102006054289A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-21 Bayer Materialscience Ag Nanoparticle-modified polyisocyanates
US8013054B2 (en) * 2008-08-08 2011-09-06 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Elastomeric compositions having improved properties

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3213685A (en) 1962-01-23 1965-10-26 Fischer & Porter Co Magnetic flowmeter
JPS5351181Y2 (en) 1973-02-16 1978-12-07
US4253340A (en) 1979-09-12 1981-03-03 Fischer & Porter Co. Unitary electromagnetic flowmeter
US4679442A (en) 1984-12-26 1987-07-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Electromagnetic flow meter
US5280727A (en) 1987-09-11 1994-01-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Electromagnetic flow measuring tube and method of making same
US5664315A (en) 1995-09-22 1997-09-09 Endress + Hauser Flowtec Ag Process for manufacturing a measuring tube of an electromagnetic flow sensor
US5853809A (en) * 1996-09-30 1998-12-29 Basf Corporation Scratch resistant clearcoats containing suface reactive microparticles and method therefore
US6595069B2 (en) 1999-03-26 2003-07-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Electromagnetic flow sensor including insulating material and embedded reinforcing body
US6599631B2 (en) * 2001-01-26 2003-07-29 Nanogram Corporation Polymer-inorganic particle composites
DE102004059525A1 (en) 2004-12-09 2006-06-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Drawing-in device for pipe lining has cone to fit in pipelining, holder to mount on it, traction rod and connecting member
WO2006067077A2 (en) 2004-12-21 2006-06-29 Endress + Hauser Flowtec Ag In-line measuring device with a measuring tube and method for production thereof
DE102006062146A1 (en) * 2005-12-26 2008-04-03 Industrial Technology Research Institute Organic / inorganic composite and a fire resistant board using it

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